Page 203 - 《高原气象》2022年第5期

高 原 气 象 41 卷
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表明前后的时间序列均呈正相关，即均具有延续 关系；8 个区域中，除Ⅷ区的年最高气温与 ENSO
性，未来甘肃省气候变化趋势将与 1962-2019年的 事件呈负相关关系外，其余均呈正相关关系。由表
变化趋势一致，即甘肃省整体上会继续朝暖湿化发 2看出，在平均气温方面，除Ⅷ区的年平均气温与
展。甘肃省气温变化的 H 值几乎接近 1，且均大于 ENSO 事件呈负相关关系外，其余均呈正相关关
降水量变化的 H 值，表明甘肃省气温变化趋势包括 系，总体上，各区平均气温与 ENSO 事件的关系同
平均气温、最高气温、最低气温的变化趋势的正相 最高气温相似。由表 2 还可以看出，在最低气温方
关程度都极高，延续性极强，未来气温的发展趋势 面，Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ区的最低气温与 ENSO 呈正相关关
将极大程度地延续近 58 年的变化趋势。降水量变 系，其余五区呈负相关关系。4 个气候要素中，以
化的 H 值均处于 0. 5~0. 8，相对而言，其延续性不 降水受 ENSO 影响的显著性程度最高，次之是最高
如气温变化的延续性，但其时间序列前后也呈较明 气温，平均气温和最低气温受 ENSO 影响的显著性
显的正相关趋势，未来的降水量变化同样会很大概 程度较弱。8 个分区中，Ⅳ区即陇中北部温带半干
率地延续近58年的变化趋势。 旱区与 ENSO 的相关性程度最高，年降水和最高气
3. 4 ENSO与甘肃分区气候变化的关系 温均通过了显著性检验，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区次之，仅降水通
ENSO 事件是厄尔尼诺-南方涛动的合称（El 过了显著性检验，而Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区与 ENSO 的
Niño-Southern Oscillation），其常可通过大气遥相关 显著性程度均不高。
3. 5 不同分区的降水量和最高气温对 ENSO 时序
对 热 带 外 地 区 的 气 候 产 生 影 响（Wallace et al，
响应特征
1998）。用来监测 ENSO 事件的指标为 Nino3. 4 指
数，又称为海洋尼诺指数（ONI），它是指 Nino3. 4 根据以上分析可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分区的降水
区域（5°N-5°S，120°W-170°W）的平均海表温度 量与 ENSO 呈显著负相关关系，相关系数分别为
-0. 2933、-0. 2714、-0. 2919和-0. 2967。Ⅳ区的最
距平序列（任曼琳等，2020）。
高气温与 ENSO 呈显著正相关关系，相关系数为
对 1962-2019 年甘肃省 8 个分区的年降水量、
0. 2755。为了探寻Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分区上述气候要素
平均气温、最高气温、最低气温和 ENSO 事件的相
对 ENSO 时序响应特征，下文运用了交叉小波变换
关性分析（表 2）可见，在降水方面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区
（XWT）和小波相干（WTC）的方法分析。
的相关系数分别为-0. 2933，-0. 2714，-0. 2919 和
交叉小波变换和小波相干主要是通过分析不
-0. 2969，且均通过了 0. 05 的信度检验，表明这 4
同分区的降水量、最高气温和 ENSO 之间的共同波
个区的年平均降水量与 ENSO事件均呈显著负相关
谱信号来诊断二者之间的相似性特征。本文中交
关系。另外 4 区中，Ⅴ、Ⅷ区的年平均降水量与
叉小波变换是分析上述两者在时频域的高能量波
ENSO 事件均呈负相关关系，而Ⅵ、Ⅶ区则相反，
谱区的相互关系，而小波相干则是分析在时频域的
呈正相关关系。由表 2 看出，在最高气温方面，Ⅳ
低能量波谱区的相互关系。交叉小波变换（XWT）
区的相关系数为 0. 2755，并通过 0. 05 的信度检验，
结果如图 5 所示，被锥型细弧线包围的区域表示有
表明Ⅳ区的年最高气温和ENSO事件呈显著正相关
效波谱值，其余区域表示无效波谱值，粗线包围的
表2 甘肃8个分区气候变化与ENSO的相关性 区域表示通过 0. 05 显著性水平的红噪声标准谱的
Table 2 Correlation between ENSO and climate change 检验的区域（孔锋，2020；张静影等，2020）。箭头
in eight regions of Gansu Province
表示两者的位相关系，箭头向右（向左）表示降雨量
分区 降水量 平均气温 最高气温 最低气温 或最高气温与 ENSO 同（反）位项，即存在正（负）相
Ⅰ区 -0. 29 * 0. 1 0. 2 -0. 03 关关系，箭头向下（向上）表示降雨量或最高气温与
Ⅱ区 -0. 27 * 0. 07 0. 21 -0. 09 ENSO 的位相变化相差 90°，即降水量或最高气温
Ⅲ区 -0. 29 * 0. 08 0. 23 -0. 1 在 时 序 上 比 ENSO 超 前（推 迟）1/4 周 期（孔 锋 ，
Ⅳ区 -0. 3 * 0. 14 0. 28 * -0. 03 2020）。小波相干（WTC）结果如图 6 所示，图示含
Ⅴ区 -0. 05 0. 11 0. 18 0. 08 义与图 5 一致，但表示的是在低能量波谱区的相互
Ⅵ区 0. 03 0. 12 0. 16 0. 07 关系，能够度量两个时间序列局部相关的密切程
Ⅶ区 0. 03 0. 06 0. 09 0. 02 度，而图 5 表示的是在时频域的高能量波谱区的关
Ⅷ区 -0. 25 -0. 11 -0. 04 -0. 16 系，能够从多时间尺度研究。
*表示通过0. 05置信度检验 不同分区降水量、最高气温与 ENSO 的交叉小